Az alapvető fizikai tarolasi szerkezetek összehasonlítasa

Az alapvető fizikai tárolási szerkezetek összehasonlítása

1. Alapfogalmak

A fizikai szervezés célja, hogy egy rekordokból álló állomány kezelése megoldható legyen a következő műveletekkel: beszúrás, törlés, keresésé, módosítás. Ez a külső táras (diszkek, dobok) adatkezelés kérdésköre.

A fizikai szervezés elemei:

blokk (lap): fix méretű adatterület, tipikusan k ^. 512 byte (ált. k=1,...,10) méretű (ez egy rendszerenké 515f51f nt változó paraméter). A blokk számunkra egyetlen I/O művelettel elérhető tárterületet jelent. Egy blokk több rekordot tartalmazhat. A blokkok elérése történhet abszolút vagy relatív cím alapján. A külső táras módszerek hatékonyságát a blokk(lap-)elérések számában mérjük.

Tipikus blokkfelépítés:

mutató (pointer): bejegyzés, ami egy blokk / rekord címét tartalmazza

kötött rekord / blokk: mutat(hat) rá mutató. (Ellentéte: szabad rekord / blokk.) Pl. a 2-3 fáknál a csúcsvágás művelete nem végezhető korlátok nélkül, mert "lógó", semmibe mutató pointerek keletkezhetnek.

rekord: kétféle lehet

rögzített formátumú (ez a tipikus eset): a mezők száma és hossza fix. Ekkor a rekord felépítése:

változó hosszúságú: kétféle alkalmazási módjuk:

¯   fix mezőszerkezet változó hosszúságú mezőkkel: például regények text adatbázisában egy egész könyv szövege szerepelhet egy mezőben.

Ez a struktúra kizárólag fix hosszúságú mezőkkel így írható le:

Itt a szöveg-mutató mező egy kevéssé struktúrált másodlagos szövegállomány meghatározott mezőjére tartalmaz egy mutatót.

¯   ismétlődő mező csoportok (többértékű mezők): a rekordok mezőszerkezete nem egységes.

Például: filmek adatait tároljuk változó hosszúságú rekordokban. A változó hossz      alkalmazását az indokolja, hogy nem lehet előre tudni, hogy az egyes filmeknek hány szereplője van.

Azt, hogy egy mezőt többször (ebben benne van a 0 is!) ismételi kell, a * jelöléssel ábrázoljuk. Itt: Film(Cím, Év, Szereplő*) a változó hosszúságú rekord leírása.

Ezen felül a többértékű mezők tárolási módszerei a következők lehetnek:

Foglalt hely technika: minden ismétlődésnek előre helyet kell foglalni. Például az egy filmben szereplő színészek számát 30-ban maximáljuk. Ekkor a Szereplők mező 30 mezőre bomlik szét:

Mutató módszer: egyetlen mutató mezőt kell lefoglalni, amely egy, az ismétlődő elemeket tartalmazó listára fog mutatni. A mutató tehát kimutat az eredeti állományból. Például:

Kombinált módszer: valamennyi ismétlődésnek előre helyet foglalunk úgy, hogy az esetek döntő többségében a lefoglalt hely elégnek bizonyuljon (de ne legyen feleslegesen nagy), és ne kelljen mutatók mentén keresgélnünk. A bővítés lehetőségét az utolsó lefoglalt mező biztosítja, amiben egy listára mutató pointer foglal helyet. Például: C db színész számára méretezzük a rekordot:

állomány: blokkokon elhelyezkedő információtárolási szerkezet. Az állomány blokkjai elérés-folytonosan helyezkednek el a diszken - így van értelme a következő blokk (lap) fogalmának. A rendszer a következő lapot különböző mechanizmusokkal határozhatja meg.

Az állomány felépítése:

kulcs: a fizikai szervezés is ismeri a kulcsok fogalmát, de az eddig megismerthez képest más jelentéssel ruházza azt fel. A kulcs bizonyos kitüntetett mezők összessége, ami a keresés alapjául szolgál és gyakran - de nem mindig - meghatározza a rekordot.

elérési módok

elsődleges elérés: a rekordok keresése, elérése elsődleges kulcs szerint történik.

másodlagos elérés: ide tartozik a rekordok elérésének minden más módja.

Az elérési módok tárgyalásánál szokás az állományok "invertálásáról" beszélni. Ha egy állomány nem csak az elsődleges kulcs (pl. név) adta logikával áll rendelkezésünkre, hanem valamilyen másodlagos kulcs szerint is, akkor azt mondjuk, hogy az állomány az adott másodlagos kulcs (pl. telefonszám) szerinti inverzével dolgozhatunk.

2. Alapvető fizikai szervezési elvek

Ezek a következők:

1. Kupac (heap) (az alábbi kettőről a következő tételben lesz szó:)

2. Hash

3. Indexelt szervezés.

1. Kupac (heap)

Általában kis állományok fizikai szervezésére szolgál.

Az állomány lapjai így helyezkednek el:

Új rekord beillesztése az utolsó rekord utáni első szabad helyre történik. A módszer a törlést "törölt" bit használatával oldja meg. A keresés elérés-folytonos, az alkalmazott operációs rendszertől függetlenül van megoldva a DBMS által. A rendszer a rekordot az állomány elejétől keresi mindaddig, míg meg nem találja (legrosszabb esetben az sikertelenül az állomány végére ér).

A sikeres keresés általánosan a blokkok felét érinti;

a sikertelen keresés általánosan az összes blokkot megnézi.

A kupac-szerkezet fenntartásához szükséges munka nem túl nagy, de a szerkezet bonyolódásával növekszik. Az adatbázis-állományok "pályafutásukat" kezdhetik kupacos szervezésben, növekedve pedig új formát, szerkezetet kaphatnak.